CN109004778B - 定子架、定子和旋转电机 - Google Patents

定子架、定子和旋转电机 Download PDF

Info

Publication number
CN109004778B
CN109004778B CN201810551263.XA CN201810551263A CN109004778B CN 109004778 B CN109004778 B CN 109004778B CN 201810551263 A CN201810551263 A CN 201810551263A CN 109004778 B CN109004778 B CN 109004778B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stator frame
stator
flow path
core
wall portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810551263.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109004778A (zh
Inventor
高野志进
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN109004778A publication Critical patent/CN109004778A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109004778B publication Critical patent/CN109004778B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

提供一种制造容易且定子的冷却效率优异的定子架、定子和旋转电机。定子架(22)具备流路(23)，该流路(23)在定子架(22)的内周面与外周面之间沿定子架(22)的周向绕转并且从定子架(22)的轴向的一端侧朝向另一端侧形成为螺旋状，该流路(23)的内部供制冷剂流通，在流路(23)中，将相邻的流路(23)之间隔离的侧壁部(231)、将所述流路(23)与定子架(22)的内周面之间隔离的内壁部(232)和将流路(23)与定子架(22)的外周面之间隔离的外壁部(33)构成为一体。

Description

定子架、定子和旋转电机
技术领域
本发明涉及一种定子架、定子和旋转电机。
背景技术
在具备转子和定子的电动机等旋转电机中，定子包括用于配置绕组的铁芯以及安装于该铁芯的外周面的定子架。当驱动旋转电机时，定子等由于铁损等热损失而发热。因此，为了冷却定子，采用在定子架与嵌合于该定子架的外侧的外壳之间设置有供制冷剂流通的流路的构造(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2011-15578号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述专利文献1的定子中，在定子架的外周面设置有螺旋状的槽。当将大致筒形状的外壳嵌合于该定子架的外侧时，设置于定子架的外周面的槽的开口部分被外壳的内周面堵塞，由此在定子(定子架)的外周面与外壳的内周面之间形成制冷剂能够流通的流路。
在上述专利文献1的定子中，需要将外壳嵌合于定子架的外侧的工序。在该工序中，需要研磨、调整等作业以避免产生定子架与外壳之间的嵌合不良。另外，在由于定子架与外壳之间的嵌合不良而在定子架的外周面与外壳的内周面之间产生了间隙的情况下，在流路中流通的制冷剂从该间隙漏出，使得定子的冷却效率下降。
本发明的目的在于提供一种制造容易且定子的冷却效率优异的定子架、定子和旋转电机。
用于解决问题的方案
(1)本发明涉及一种定子架(例如后述的定子架22)，具备对旋转电机的定子(例如后述的定子20)进行冷却的功能，呈大致筒形状，所述定子架具备流路(例如后述的流路23)，该流路在定子架的内周面与外周面之间沿所述定子架的周向绕转并且从所述定子架的轴向的一端侧朝向另一端侧形成为螺旋状，该流路的内部供制冷剂流通，在所述流路中，将相邻的所述流路之间隔离的侧壁部(例如后述的侧壁部231)、将所述流路与所述定子架的内周面之间隔离的内壁部(例如后述的内壁部232)以及将所述流路与所述定子架的外周面之间隔离的外壁部(例如后述的外壁部233)构成为一体。
(2)在(1)的定子架中，也可以是，所述侧壁部由导热性比所述内壁部或所述外壁部的导热性高的材料构成。
(3)在(1)或(2)的定子架中，也可以是，所述流路设置于所述定子架的外周侧。
(4)在(1)～(3)中的任一定子架中，也可以是，所述流路沿所述定子架的径向设置有多层。
(5)在(1)～(4)中的任一定子架中，也可以是，所述流路的与所述定子架的轴向平行的截面为多边形。
(6)在(1)～(4)中的任一定子架中，也可以是，所述流路在内部具备散热构件(例如后述的翅片234)。
(7)另外，本发明涉及一种定子(例如后述的定子20)，所述定子具备：(1)～(6)中的任一定子架；以及大致筒形状的铁芯(例如后述的21)，其设置于所述定子架的内周侧。
(8)另外，本发明涉及一种旋转电机(例如后述的电动机1)，所述旋转电机具备：(7)的定子；以及转子(例如后述的转子30)，其被旋转轴支承，设置于所述定子的内周侧。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种制造容易且定子的冷却效率优异的定子架、定子和旋转电机。
附图说明
图1是说明第一实施方式的电动机1的结构的截面图。
图2A是将流路23置换为一条螺旋槽的情况下的概念图。
图2B是将流路23置换为多条螺旋槽的情况下的概念图。
图2C是将流路23置换为多条平行槽的情况下的概念图。
图3是表示形成于第一实施方式的定子架22的流路23的形状的截面图。
图4是表示形成于第二实施方式的定子架22A的流路23的形状的截面图。
图5是表示形成于第三实施方式的定子架22B的流路23的形状的截面图。
图6是表示形成于第四实施方式的定子架22C的流路23的形状的截面图。
图7是表示形成于第五实施方式的定子架22D的流路23的形状的截面图。
图8A是表示形成于第六实施方式的定子架22E的流路23的第一方式的截面图。
图8B是表示形成于第六实施方式的定子架22E的流路23的第二方式的截面图。
附图标记说明
1：电动机；10：框架；20：定子；21：铁芯；22(22A～22E)：定子架；23：流路；30：转子；32：旋转轴；231：侧壁部；232：内壁部；233：外壁部；234：翅片。
具体实施方式
[第一实施方式]
首先，对作为具备第一实施方式的定子架的旋转电机的电动机1进行说明。
图1是说明第一实施方式的电动机1的结构的截面图。此外，图1所示的电动机1的结构为一个例子，可以是能够应用本发明所涉及的定子架的任意的结构。
另外，在图1等中记载有X、Y彼此正交的坐标系。在该坐标系中，将电动机1的轴向设为X方向，将径向设为Y方向。此外，电动机1的轴向和径向与后述的定子20、铁芯21和定子架22的轴向以及径向一致。
如图1所示，电动机1具备框架10、定子20和转子30。
框架10为电动机1的外壳构件，并且具备框架主体11、轴孔12和轴承13。
框架主体11为包围并保持定子20的壳体。框架主体11借助轴承13来保持转子30。框架主体11具备供给口14、排出口15和孔部16。
供给口14为用于向定子架22的流路23(后述)供给制冷剂的开口，与制冷剂的供给配管(未图示)连接。排出口15为用于使在流路23中流通的制冷剂排出的开口，与制冷剂的排出配管(未图示)连接。此外，导入部23a和排出部23b不限定为如图1所示那样将开口方向(制冷剂出入的方向)设为定子架22的径向(Y方向)的方式。导入部23a和排出部23b的开口方向也可以为轴向(X方向)。
孔部16为用于使从铁芯21引出的动力线27贯通的开口。
轴孔12为旋转轴32(后述)所贯通的孔。轴承13为将旋转轴32旋转自如地支承的构件。
定子20为形成用于使转子30旋转的旋转磁场的复合构件。定子20作为整体形成为圆筒形，固定于框架10的内部。定子20具备铁芯21和定子架22。
铁芯21为能够在内侧配置绕组26的构件。铁芯21形成为圆筒形，配置在定子20的内侧。铁芯21在内侧面形成多个槽(未图示)，绕组26配置于该槽。此外，绕组26的一部分在铁芯21的轴向(X方向)上从铁芯21的两端部突出。例如通过重叠多个电磁钢板等薄板来形成层叠体、并通过粘接、凿紧等使该层叠体一体化来制造铁芯21。铁芯21与定子架22(后述)坚固地接合，以接受由于转子30的转矩产生的反作用力。
定子架22为在其内侧保持铁芯21的构件，形成为圆筒形状。定子架22在定子20中配置在径向(Y方向)的外侧。在定子架22的内周面与外周面之间形成有流路23。流路23为供用于冷却从铁芯21传递来的热的制冷剂(未图示)流通的隧道状的闭空间。流路23沿定子架22的周向绕转并且从轴向(X方向)的一端侧朝向另一端侧形成为螺旋状。如后述的那样，流路23形成为一条或多条的螺旋状。作为构成定子架22的材料，例如能够列举出碳钢、电磁钢板用的钢材、不锈钢、铝等。如后述的那样，通过在铁芯21的外周面对这些材料进行层叠造型来形成定子架22。
在此，对形成于定子架22的流路23的螺旋状的方式进行说明。
图2A为将流路23置换为一条螺旋槽的情况下的概念图。图2B为将流路23置换为多条螺旋槽的情况下的概念图。图2C为将流路23置换为多条平行槽的情况下的概念图。
此外，本实施方式的流路23不是图2A～图2C所示的槽形状，而是隧道状的闭空间。在此，将流路23置换为截面为凹形状的螺旋槽来进行说明，使得易于理解流路23为螺旋状这个情况。
图2A所示的流路23在定子架22的外周面形成为一条螺旋槽。该一条螺旋槽具备一个导入部23a和一个排出部23b。在图2A所示的流路23中，从导入部23a导入的制冷剂(未图示)以螺旋状地沿着定子架22的外周面的方式在流路23内流通，之后从排出部23b被排出到外部。
图2B所示的流路23在定子架22的外周面形成为多条螺旋槽。该多条螺旋槽具备多个导入部23a和多个排出部23b。在图2B所示的流路23中，从各导入部23a导入的制冷剂以螺旋状地沿着定子架22的外周面的方式在各个流路23内流通，之后从对应的各排出部23b被排出到外部。
图2C表示将流路23设为平行槽的情况下的实施方式。如图2C所示，本实施方式的流路23在定子架22的外周面形成为多条平行槽。在该多条平行槽中也是，被导入的制冷剂在定子架22的外周面沿着平行槽在各个流路23内流通，之后被排出到外部。
此外，在包括本实施方式在内的各实施方式的说明中，流路23可以为一条(图2A)或多条(图2B)中的任一方式。关于本实施方式中的流路23的结构，之后参照附图来更具体地进行说明。
再次返回图1来说明电动机1的其它结构。
如图1所示，从定子20的铁芯21引出有与绕组26电连接的动力线27。该动力线27与设置于电动机1的外部的电源装置连接(未图示)。在电动机1动作时，例如向铁芯21供给三相交流电流，由此形成用于使转子30旋转的旋转磁场。
转子30为通过与由定子20形成的旋转磁场之间的磁相互作用来进行旋转的部件。转子30设置于定子20的内周侧。转子30具备转子主体31和旋转轴32。转子主体31为通过在定子20处形成的旋转磁场来产生旋转力的部分，包括多个永磁体(未图示)。
旋转轴32为支承转子主体31的构件。旋转轴32以贯通转子主体31的轴中心的方式被***，固定于转子主体31。旋转轴32旋转自如地被设置于框架10的轴承13所支承。另外，旋转轴32贯通轴孔12，与设置于外部的动力传递机构、减速机构等(未图示)连接。
在图1所示的电动机1中，当向定子20(铁芯21)供给三相交流电流时，通过形成了旋转磁场的定子20与转子30之间的磁相互作用，转子主体31产生旋转力，该旋转力经由旋转轴32被输出到外部。
接着，对第一实施方式的定子架22进行说明。
图3是表示形成于第一实施方式的定子架22的流路23的形状的截面图。
图3表示图1所示的定子架22的与轴向(X方向)平行的截面的一部分。
如图3所示，流路23由侧壁部231、内壁部232和外壁部233构成。侧壁部231为用于将相邻的流路23之间隔离的部分。内壁部232为用于将该流路23与定子架22的内周面22a之间隔离的部分。外壁部233为用于将该流路23与定子架22的外周面22b之间隔离的部分。在本实施方式中，定子架22的轴向上的、内壁部232的厚度th1与外壁部233的厚度th2设定为th1≈th2。另外，各流路23的宽度W均等。
此外，在图3中，从概念上以双点划线进行区分地表示上述各部的区域，但相邻的各部是彼此一体化的。因此，上述各部的区域在功能上不必区分为图3所示的区域。
如图3所示，在定子架22的径向(Y方向)上，内壁部232与外壁部233在形成有侧壁部231的位置处一体化，并且在形成有流路23的位置分开。像这样，关于本实施方式的流路23，在定子架22的轴向(X方向)上交替地形成有铁芯21(参照图1)侧的内壁部232与框架主体11(参照图1)侧的外壁部233一体化的区域与它们相分开的区域。
此外，如图1所示，在定子架22的与框架主体11的供给口14相向的位置设置有第一开口221。另外，在定子架22的与框架主体11的排出口15相向的位置设置有第二开口222。当将定子架22安装于框架10时，第一开口221与供给口14连通。另外，第二开口222与排出口15连通。
本实施方式的定子架22是通过在铁芯21的外周面对构成定子架22的材料进行层叠造型来形成的。为了对定子架22进行层叠造型，例如能够使用与SLM(Seleictive LaserMelting：选择性激光熔化)、EBM(Electoron Beam Melting：电子束熔化)、DED(DirectedEnergy Deposition：直接能量沉积)等对应的金属3D打印机。
例如如下那样进行利用金属3D打印机的层叠造型。将铁芯21设置于造型台，在该造型台上铺满构成定子架22的材料(例如碳钢)的粉体。从其上方照射激光，由此使照射了激光的部分熔融、凝固，形成数10μm的金属层。沿铁芯21的轴向(X方向、造型时为铅垂方向)重复进行该工艺，沿铁芯21的外周面层叠大致圆环状的金属层。由此，能够造型出与铁芯21的外周面连续地接合的定子架22。在对定子架22进行造型时，除了能够同时形成上述的流路23以外，还能够同时形成作为定子架22所需的形状部分等。
在此，根据流路23的形状，在对定子架22进行造型之后，有时在流路23内残留有粉体。因此，例如，如图3所示，在对定子架22的外壁部233进行造型时，形成沿定子架22的径向(Y方向)延伸的贯通孔233a。通过设为这样的结构，在对定子架22进行造型之后，能够从贯通孔233a去除残留于流路23内的粉体(未图示)。在从流路23去除粉体之后，通过例如焊接、附加造型等堵塞贯通孔233a，由此能够完成隧道状的流路23。
另外，虽然没有图示，但也可以在外壁部233将贯通孔233a沿着流路23形成为螺旋状。在该情况下，在从流路23去除粉体之后，通过例如焊接、附加造型等堵塞贯通孔233a，由此能够完成隧道状的流路23。
此外，在本说明书中，不仅将作为微细的固定粒子的集合体的“粉体”称作“粉体”，也将作为比较粗的固定粒子的集合体的“粒体”一同称作“粉体”。
在该层叠造型的工艺中，当在向铺满于台上的粉体照射激光时向铁芯21与粉体接触的部分也照射激光时，该部分的粉体与构成铁芯21的材料彼此熔融、凝固。由此，能够将构成铁芯21的材料和构成定子架22的材料混合存在的接合区域与上述的金属层一体地形成。此外，在定子架22中，除上述接合区域以外的部分为通过仅有构成定子架22的材料熔融、凝固来形成的金属层。
为了利用金属3D打印机更准确地对定子架22进行造型，优选的是，事先利用3D扫描器(三维测定仪)等来测量铁芯21的形状，获取为以3D数据(CAD、CG等)。通过使用这样的3D数据来按每层调整定子架22的径向的厚度，能够不受铁芯21的表面形状(凹凸等)影响地造型出更准确的形状的定子架22。
根据上述的第一实施方式的定子架22，例如能够得到如以下那样的效果。
根据第一实施方式的定子架22，在内周面22a与外周面22b之间形成有流路23，因此不需要如前述的专利文献1那样使作为其它构件的外壳嵌合于定子架的外侧的工序。因此，制造容易，还能够缩短制造时间。另外，在第一实施方式的定子架22中，流路23为隧道状的闭空间，因此能够抑制在内部流通的制冷剂的泄漏。因此，不会如前述的专利文献1那样由于定子架与外壳之间的嵌合不良使得在流路中流通的制冷剂从间隙漏出而导致定子的冷却效率下降。因而，根据第一实施方式的定子架22，制造容易且定子20的冷却效率优异。
另外，根据第一实施方式的结构，还能够得到如以下那样的效果。
根据第一实施方式的结构，不需要嵌合于定子架22的外侧的外壳，因此能够减少部件个数。另外，根据第一实施方式的结构，相比于利用切削加工在定子架22的外周面形成螺旋状的槽的情况，能够使流路23的侧壁部231(参照图3)薄并且能够使间距窄，因此能够使冷却效率进一步提高。根据第一实施方式的结构，不需要用于保持定子架22与外壳之间的气密性的密封件(例如O形环等)，因此能够削减部件个数以及省略安装操作。另外，不需要密封件，由此能够使原本要配置密封件的部分设为冷却范围，因此能够使冷却效率进一步提高。并且，根据第一实施方式的结构，不需要嵌合的工序，因此能够降低由于嵌合失误等引起的不良品的发生率。
另外，构成铁芯21的电磁钢板等薄板是通过冲压加工(冲切)来制造的，因此容易在外侧面产生凹凸(毛刺)。当在铁芯的外侧面产生凹凸时，由于该凹凸使得铁芯的外周面的尺寸精度下降或者在铁芯与定子架之间形成未接触部分。因此，以往为了提高铁芯与定子架之间的尺寸精度、导热性，需要对铁芯的外侧面进行研磨。在对铁芯的外侧面进行研磨的工序中，需要将公差收敛为数十μm的范围。但是，根据产品不同，难以收敛到公差的范围内，也成为使成品率下降的原因。与此相对，在第一实施方式的定子架22中，不需要对铁芯21的外侧面进行研磨，因此不仅能够进一步缩短制造时间，还能够使成品率提高。
此外，通过上述的第一实施方式的结构得到的效果在后述的第二实施方式～第六实施方式的结构中也是共通的。
[第二实施方式]
接着对第二实施方式的定子架22A进行说明。
图4是表示形成于第二实施方式的定子架22A的流路23的形状的截面图。
图4表示定子架22A的与轴向(X方向)平行的截面的一部分。
第二实施方式的定子架22A在如下方面与第一实施方式不同：构成流路23的侧壁部231、内壁部232和外壁部233的材料是不同的。在第二实施方式的定子架22A中，其它结构与第一实施方式相同。因此，在第二实施方式的说明和附图中，对与第一实施方式同等的构件等标注与第一实施方式相同的标记，省略重复的说明。
在第二实施方式的定子架22A中，例如由碳钢、电磁钢板用的钢材、不锈钢、铝等材料来构成内壁部232和外壁部233，以保持机械强度。另一方面，侧壁部231由导热性比内壁部232及外壁部233的导热性高的材料构成。作为导热性比内壁部232及外壁部233的导热性高的材料，例如能够列举出铝、铜等。
根据第二实施方式的定子架22A，流路的侧壁部231由导热性比内壁部232及外壁部233的导热性高的材料构成，因此能够保持内壁部232和外壁部233的机械强度并且使冷却效率进一步提高。另外，通过冷却效率进一步提高，能够降低定子的温度，因此相比于相同额定容量的电动机，能够提高额定输出。另外，即使相同的额定输出，也能够以更低的温度使电动机运转，因此能够使各部件的寿命进一步提高。并且，相比于将定子架22全部以相同材料例如碳钢来构成的情况，能够减轻重量。
[第三实施方式]
接着对第三实施方式的定子架22B进行说明。
图5是表示形成于第三实施方式的定子架22B的流路23的形状的截面图。
图5表示定子架22B的与轴向(X方向)平行的截面的一部分。
第三实施方式在如下方面与第一实施方式不同：在定子架22B中，将流路23设置于外周侧。在第三实施方式的定子架22B中，其它结构与第一实施方式相同。因此，在第三实施方式的说明和附图中，对与第一实施方式同等的构件等标注与第一实施方式相同的标记，省略重复的说明。
如图5所示，在第三实施方式的定子架22B中，流路23设置于在定子架22的外周侧(靠外周)。即，定子架22的径向(Y方向)上的内壁部232的厚度th1与定子架22的径向上的外壁部233的厚度th2被设定为th1＞＞th2。
根据第三实施方式的定子架22B，通过将流路23设置于外周侧，能够进一步加厚内壁部232的厚度th1，因此能够使与外壁部233相比需要强度的内壁部232的强度进一步提高。另外，在第三实施方式的定子架22B中，即使加厚内壁部232的厚度th1，定子架22的径向的厚度也不增加，因此能够抑制定子架22B大型化。
[第四实施方式]
接着对第四实施方式的定子架22C进行说明。
图6是表示形成于第四实施方式的定子架22C的流路23的形状的截面图。
图6表示定子架22C的与轴向(X方向)平行的截面的一部分。
如图6所示，在第四实施方式的定子架22C中，定子架22的径向(Y方向)上的内壁部232的厚度th1a与定子架22的径向上的外壁部233的厚度th2a被设定为分别比第一实施方式的th1、th2小。即，在第四实施方式的定子架22C中，内壁部232和外壁部233的厚度被设定为成为th1a<th1、th2a<th2的关系。
根据第四实施方式的结构，定子架22C的径向上的整体的厚度比第一实施方式的定子架22薄，因此能够适合用于由于转子30(参照图1)的转矩产生的反作用力小的小型的旋转电机。
[第五实施方式]
接着对第五实施方式的定子架22D进行说明。
图7是表示形成于第五实施方式的定子架22D的流路23的形状的截面图。
图7表示定子架22D的与轴向(X方向)平行的截面的一部分。
如图7所示，在第五实施方式的定子架22D中，流路23沿定子架22的径向(Y方向)设置有两层。其它结构与第一实施方式相同。因此，在第五实施方式的说明和附图中，对与第一实施方式同等的构件等标注与第一实施方式相同的标记或与末尾(后2位)相同的标记，省略重复的说明。
如图7所示，在第五实施方式的定子架22D中，流路23具备第一流路123和第二流路223。第一流路123为在定子架22D的径向(Y方向)上设置于内周面22a侧的流路。第二流路223为在定子架22D的径向上设置于外周面22b侧的流路。在定子架22D的径向上，第一流路123侧的侧壁部231与第二流路223侧的侧壁部231之间通过中间部323形成为一体。
此外，如图7所示，本实施方式的第一流路123和第二流路223沿定子架22D的轴向(X方向)交替地配置(锯齿状配置)，但不限于此，也可以沿定子架22D的轴向配置于相同的位置。
在图7所示的流路23中，例如在第一流路123中，制冷剂从定子架22D的轴向(X方向)的右侧朝向左侧流通，在第二流路223中，制冷剂从定子架22D的轴向的左侧朝向右侧流通。此外，制冷剂流通的方向既可以与上述的方向相反，也可以是在两流路中相同。
根据第五实施方式的结构，沿定子架22D的径向设置有第一流路123和第二流路223这两层，因此能够使冷却效率进一步提高。另外，通过恰当地设定成为流路23的空间的大小、个数，能够得到适于进行冷却的部位的冷却性能。例如，设定为在定子架22D中的与铁芯21的轴向的两端部对应的区域中流路23的截面积整体变大，由此能够更有效地冷却铁芯21的轴向的两端部。另外，设定为在定子架22D中的与铁芯21的轴向的中央附近对应的区域中，流路23的截面积整体变小，由此能够不过度冷却中央附近。通过像这样使得不过度冷却铁芯21的中央附近，能够抑制铁芯21由于冷却而在径向(Y方向)上压缩(小径化)。
[第六实施方式]
接着，对第六实施方式的定子架22E进行说明。
图8A是表示形成于第六实施方式的定子架22E的流路23的第一方式的截面图。图8B是表示形成于第六实施方式的定子架22E的流路23的第二方式的截面图。图8A和图8B均表示定子架22E的与轴向(X方向)平行的截面的一部分。在第六实施方式的说明和附图中，对与第一实施方式同等的构件等标注与第一实施方式相同的标记，省略重复的说明。
如图8A所示，第六实施方式的定子架22E的流路23(第一方式)由多个三角形构成。具体地说，各流路23的侧壁部231、内壁部232和外壁部233配置为整体成为桁架构造。
根据第六实施方式的定子架22E的第一方式，流路23的整体成为桁架构造，因此能够确保定子架22E的强度，并且减薄侧壁部231、内壁部232和外壁部233的厚度。因而，根据第六实施方式的定子架22E的第一方式，能够削减构成定子架22E的材料，因此能够使重量更轻。
如图8B所示，第六实施方式的定子架22E的流路23(第二方式)在各流路23的内部设置有作为散热构件的翅片234。在图8B所示的例子中，在构成流路23的三角形中，在各边的两个部位设置有翅片234。此外，翅片234的个数、形状、配置部位等不限于图8B所示的例子，能够适当地进行设定。例如，也可以在各边的三个部位以上设置翅片234，还可以将翅片234设为枝叶的形状。
根据第六实施方式的定子架22E的第二方式，通过设置于各流路23的内部的翅片234能够增加与制冷剂之间的接触面，因此能够使冷却效果进一步提高。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于前述的实施方式，能够如后述的变形方式那样进行各种变形、变更，这些变形方式也处于本发明的技术范围内。实施方式所记载的效果只是列举了根据本发明产生的最佳的效果，不限定于实施方式所记载的效果。此外，也能够适当地组合上述的实施方式和后述的变形方式来使用，但省略详细的说明。另外，在各实施方式中也具有共通的结构，因此省略构件名的标记来进行说明。
(变形方式)
在实施方式中，对作为构成定子架的材料、使用碳钢等金属的粉体的例子进行了说明，但不限定于此。构成定子架的材料既可以为树脂，也可以为树脂与金属混合而成的材料。作为能够用作构成定子架的材料的树脂，例如能够列举出环氧树脂等。
在实施方式中，对将定子架设为圆筒形的例子进行了说明，但不限定于此。在利用层叠造型来对定子架进行造型的情况下，定子架的形状不依赖于铁芯的形状，因此例如也能够设为截面为椭圆形、四边形等非圆筒形的筒形。
在本实施方式中，对将铁芯设为重叠多个电磁钢板等薄板而成的层叠体的例子进行了说明，但不限定于此。铁芯可以是通过任意的构造、制造方法来得到的。
在实施方式中，对使用3D金属打印机来作为对定子架进行层叠造型的方法的例子进行了说明，但不限定于此。作为用于对定子架进行层叠造型的方法，例如能够使用利用激光直接层叠法(LENS：Laser Engineered Net Shaping)的金属层叠装置等，该激光直接层叠法将材料粉末和激光同时应用来使任意的部分熔融而层叠。
在实施方式中，对在定子架的轴向(Y方向)上使流路的宽度W(参照图3)均等的例子进行了说明，但不限定于此。可以只使制冷剂的导入部侧的流路的宽度W变宽。制冷剂在定子架的导入部侧时温度低(粘度高)，流动阻力大，不易在流路内流通。因此，需要加大用于供给制冷剂的泵的输出。但是，当只使制冷剂的导入部侧的流路的宽度W变宽时，能够实质性地降低导入部侧的制冷剂的流动阻力。据此，能够减小定子架的轴向上的温度梯度，因此能够在铁芯21的轴向上更均等地冷却铁芯21。另外，能够减小用于供给制冷剂的泵的输出。
在实施方式中，对使流路的截面为圆形、三角形的例子进行了说明，但不限定于此。例如，流路的截面既可以为椭圆形，也可以为四边形。在将流路的截面设为三角形、四边形这样的多边形的情况下，其形状可以不必为正三角形、正方形。并且，流路的截面也可以为组合不同的形状的截面而成的方式。
在实施方式中，以电动机为例说明了能够应用本发明所涉及的定子架和定子的旋转电机，但不限定于此。旋转电机也可以为发电机。

Claims (8)

1.一种定子架，具备对旋转电机的定子进行冷却的功能，呈大致筒形状，该定子架的特征在于，
所述定子架具备流路，该流路沿所述定子架的周向形成于所述定子架的内周面与外周面之间，该流路的内部供制冷剂流通，该流路绕所述定子架超过一圈地沿轴向且向一个方向形成，
在所述流路中，将相邻的所述流路之间隔离的侧壁部、将所述流路与所述定子架的内周面之间隔离的内壁部以及将所述流路与所述定子架的外周面之间隔离的外壁部一体地构成为隧道状的闭空间，
与铁芯接触的表面具有由与所述铁芯的表面的凹凸的凹部和凸部分别相向的凸部和凹部形成的凹凸，在与所述铁芯接触的所述表面上，还一体地形成构成所述铁芯的材料和构成所述定子架的材料混合存在的接合区域。
2.根据权利要求1所述的定子架，其特征在于，
所述侧壁部由导热性比所述内壁部或所述外壁部的导热性高的材料构成。
3.根据权利要求1或2所述的定子架，其特征在于，
所述流路设置于所述定子架的外周侧。
4.根据权利要求1或2所述的定子架，其特征在于，
所述流路沿所述定子架的径向设置有多层。
5.根据权利要求1或2所述的定子架，其特征在于，
所述流路的与所述定子架的轴向平行的截面为多边形。
6.根据权利要求1或2所述的定子架，其特征在于，
所述流路在内部具备散热构件。
7.一种定子，具备：
根据权利要求1至6中的任一项所述的定子架；以及
大致筒形状的所述铁芯，其经由所述接合区域接合于所述定子架的内周侧。
8.一种旋转电机，具备：
根据权利要求7所述的定子；以及
转子，其被旋转轴支承，设置于所述定子的内周侧。
CN201810551263.XA 2017-06-06 2018-05-31 定子架、定子和旋转电机 Active CN109004778B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-111708 2017-06-06
JP2017111708A JP6517878B2 (ja) 2017-06-06 2017-06-06 固定子枠、固定子及び回転電機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109004778A CN109004778A (zh) 2018-12-14
CN109004778B true CN109004778B (zh) 2021-03-12

Family

ID=64279259

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810551263.XA Active CN109004778B (zh) 2017-06-06 2018-05-31 定子架、定子和旋转电机
CN201820836348.8U Active CN208226694U (zh) 2017-06-06 2018-05-31 定子架、定子和旋转电机

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201820836348.8U Active CN208226694U (zh) 2017-06-06 2018-05-31 定子架、定子和旋转电机

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10566858B2 (zh)
JP (1) JP6517878B2 (zh)
CN (2) CN109004778B (zh)
DE (1) DE102018004167B4 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019212129A1 (de) * 2019-08-13 2021-02-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Kühlungsoptimiertes Gehäuse für einen wassergekühlten Elektromotor
TWI747318B (zh) * 2020-06-10 2021-11-21 威剛科技股份有限公司 導熱裝置的製造方法及其製造出的導熱裝置、馬達的製造方法及其製造出的馬達
CA3170195A1 (en) 2020-09-21 2022-03-24 Evr Motors Ltd. Radial flux electric machine

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19824202C1 (de) 1998-05-29 1999-09-30 Siemens Ag Flüssigkeitsgekühlte elektrische Innenläufermaschine
DE19849573A1 (de) 1998-10-27 2000-05-11 Siemens Ag Elektromotor mit Kühlung
DE102005027953A1 (de) 2005-06-16 2006-12-28 Siemens Ag Permanentmagneterregte elektrische Maschine mit Rotorkühlung
DE102005058031A1 (de) * 2005-12-05 2007-06-14 Siemens Ag Elektrische Maschine mit einem Kühlmantel
GB0613577D0 (en) 2006-07-10 2006-08-16 Boc Group Plc Motor
ES2302621B1 (es) 2006-07-18 2009-05-21 GAMESA INNOVATION &amp; TECHNOLOGY, S.L. Generador electrico refrigerado con tubos embebidos en su cubierta.
US8164225B2 (en) * 2009-05-13 2012-04-24 General Electric Company Multiple pass axial cooled generator
JP4648470B2 (ja) 2009-07-03 2011-03-09 ファナック株式会社 電動機冷却装置
DE102010007636B4 (de) 2010-02-05 2023-12-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektromaschinenanordnung
JP5333468B2 (ja) * 2011-01-27 2013-11-06 株式会社安川電機 回転電機
US20120216995A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Asia Vital Components Co., Ltd. Motor water-cooling structure and manufacturing method thereof
EP2879278B1 (en) 2013-11-27 2017-06-28 Skf Magnetic Mechatronics Versatile cooling housing for an electrical motor
CN103812259A (zh) 2014-02-26 2014-05-21 安徽安凯汽车股份有限公司 一种电动客车驱动电机的液冷机壳
JP6510817B2 (ja) * 2015-01-09 2019-05-08 株式会社ダイヘン モータの冷却構造およびこれを備えた溶接トーチユニット
US10424989B2 (en) * 2017-01-13 2019-09-24 General Electric Company Methods for manufacturing a housing for an electrical machine
US11177708B2 (en) * 2017-01-13 2021-11-16 Ge Aviation Systems Llc Method for manufacturing an integrated stator and housing for an electrical machine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018004167A1 (de) 2018-12-06
US10566858B2 (en) 2020-02-18
CN109004778A (zh) 2018-12-14
CN208226694U (zh) 2018-12-11
JP6517878B2 (ja) 2019-05-22
US20180351420A1 (en) 2018-12-06
JP2018207691A (ja) 2018-12-27
DE102018004167B4 (de) 2022-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108988521B (zh) 定子以及旋转电机
JP5445675B2 (ja) 回転機
CN109004778B (zh) 定子架、定子和旋转电机
JP4699961B2 (ja) 回転電機用コイルとその製造方法、並びに回転電機とその製造方法
CN105978188B (zh) 电机器和制造方法
US10141798B2 (en) Cooling of an electric machine
US20060066159A1 (en) Fluid-passage built-in type electric rotating machine
US20120293036A1 (en) Induction rotor assembly and method of manufacturing same
JP2017511116A (ja) 横断液冷式回転子および固定子を有する誘導電動機
CN110247485B (zh) 旋转电机的定子
JP2004248429A (ja) ステータコイルモジュールおよびその製造方法ならびに回転電機
US10038353B2 (en) Dual-rotor electric rotating machine
CN207652160U (zh) 电动机
US11482905B2 (en) Stator having housing-integrated bus bars and internal cooling jacket
KR20110103955A (ko) 전기 기계 및 이의 고정자부의 제조 방법
JP2012161134A (ja) 回転電機
CN114069985A (zh) 电机转子及形成方法
US11569707B2 (en) Apparatus and method for cooling an electrical machine
Jenkins et al. Innovations in Axial Flux Permanent Magnet Motor Thermal Management for High Power Density Applications
JP2006050752A (ja) ディスク型回転電機のステータ冷却構造
CN115580046A (zh) 一种轴向磁场电机、定子冷却结构及制造方法
JP2012005204A (ja) モータ冷却構造
CN111384831B (zh) 转子的制造方法
CN115315882A (zh) 定子及旋转电机
CN110277862A (zh) 旋转电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant